先吃鸡肉还是鸡蛋？6亿年前的化石还是给出了答案

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人们自然会对动物的起源时间和方式感到好奇。先有鸡还是先有蛋一直是一个有争议又有趣的话题。

最近，中国科学院南京地质古生物研究所公布了一项研究成果。该研究所副研究员尹宗俊和研究员朱与布里斯托尔大学、瑞典自然历史博物馆和瑞士光源的同事合作，在贵州瓮安生物群中发现了一种名为“笼脊球”的化石，这是6.1亿年前一个特殊的埋藏化石库。

通过研究和观察这种生物形式，他们恢复了最初的“胚胎发育”过程。“如果你把一种动物比作一只鸡，那么这种化石就相当于记录了‘产卵和养鸡’的过程。”尹宗俊说，笼脊球化石为回答这个问题提供了重要线索。这项成就最近发表在细胞杂志的子期刊《当代生物学》上。

在磷酸盐岩中发现像沙子一样细的化石

现代动物王国包括30多个动物种类，研究表明它们在大约7亿年前有一个共同的祖先。这个共同的祖先由许多细胞组成，这些细胞具有功能分化。它是从古老的单细胞祖先进化而来的。然而，动物单细胞祖先何时以及如何进化成多细胞祖先？这个问题没有明确的答案。

2000年前后，瓮安生物群成为国际学术界研究动物起源和早期发展的热点。

贵州省瓮安县因其丰富的磷酸盐资源而被称为“亚洲磷仓库”。在古老的磷矿中，埋藏着世界上最古老的动物化石。科学家在瓮安县磷矿区埃迪卡拉纪地层中发现了大量动物化石(约6.1亿年前)，为研究动物的起源和早期进化提供了独特的经验记录。

南京地质古生物研究所副研究员尹宗俊是世界上最早的研究群体之一。

通过仔细的挖掘和收集，科学家们发现了一个像沙子一样细的化石，直径小于1毫米，肉眼很难找到。因为它的“外观”极其不规则和奇怪，许多人怀疑它不是化石，所以它一直被科学家们所忽视。

随着科学技术的发展，三维x光显微镜等设备已被用于化石研究，使科学家能够观察化石的内部结构。研究人员使用最先进的超高分辨率同步辐射三维无损成像技术，重建了数百个笼状脊柱球标本的三维结构，就像医生为病人做CT扫描一样。

这两种岩石中的化石是磷酸盐的三维标本，保存了精致的细胞亚细胞结构尹宗俊说，这些化石保存完好，甚至保存了受精卵的细胞分裂过程。

“生蛋生鸡”或揭开动物起源之谜的过程

经过十几年的收集和研究，尹宗俊的团队在贵州瓮安生物群中发现了233个笼棘化石标本。

它们呈现出从单细胞动物到多细胞动物的各种形式的转变。根据对大量数据集的分析，科学家们发现了进化规律。从扫描效果图中，记者看到这种化石从内部显示出空心脏的“笼子”，并演化成“实心球”。

“我们重建了数百个笼子脊柱标本的三维结构，发现它们是在一个充满母体营养的厚壁胶囊中发育的。”尹宗俊说，后凸畸形的发育过程与动物的单细胞亲戚(如中粘菌)非常相似，但比动物的单细胞亲戚更复杂，因为它们在胚胎发育过程中有规则的细胞迁移和重组。

多细胞动物的出现是地球生命史上一个极其重要的里程碑。生物多细胞化后，存在细胞分化行为，分化的细胞最终会变成各种器官和组织。

然而，后凸畸形的细胞迁移和重组与动物原肠胚非常相似。原肠胚是动物胚胎发育的重要阶段。原肠胚阶段后，分化的细胞将产生器官和组织，最后它们将长成动物。

这表明动物胚胎独特的发育机制是在大量动物化石记录出现之前至少4000万年准备的。因此，研究人员称笼状脊椎动物为“干燥动物”，即比最早的多细胞动物更早的动物。

“要了解动物是如何进化的，我们必须了解细胞分化的过程。笼子脊椎化石刚刚记录了动物从单细胞祖先进化到多细胞祖先的关键一步，为真正的细胞和组织分化动物的出现奠定了生物学基础。”尹宗俊说，更完整的进化过程需要更多的化石证据来揭示。

那么，它是“先有鸡还是先有蛋”？

尹宗俊认为，如果把动物比作鸡，复杂的胚胎发育过程就是孵化鸡的卵，这就弥合了动物单细胞祖先和动物多细胞祖先之间的鸿沟。笼子脊状球状化石的发现表明，孵化动物“鸡”的蛋出现在6.1亿年前。(记者张伟)